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山西某中学教学楼楼前摆放着日晷,日晷由晷针和晷盘组成,晷针垂直于太阳视运动的轨道平面,上端指向北极星方向。在晷盘面上刻划出12个大格,每个大格代表两个小时,当太阳光照在日晷上时,晷针的影子就会投向晷盘面,以此来显示时刻。据此完成下列各题。
1.下图中能够正确表示北京时间12点的是
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
2. 夏至日晴天时日晷晷针影子的移动方向是
A. 由西北逆时针转向东北
B. 南西北顺时针转向东北
C. 南西南逆时针转向东南
D. 由西南顺时针转向东南
3. 若图示日晷仪晷盘与地面的夹角改为67°,则该日晷最可能放置的地点是
A. 广州 B. 哈尔滨
C. 上海 D. 漠河
答案:1.A 2.D 3.A
解析:1. 北京时间是指120°E的地方时,即为12:00时。山西大致位于110°E--115°E之间,地方时应为11:20—11:40之间。太阳位于其东南方向,故日影应朝向西北,答案为A。
2. 影子与光源方向相反。夏至日北半球日出东北,正午是太阳位于正南方向,日落西北,因此针影移动方向应是由西南顺时针经过正北转向东南,故选D。
3.日晷晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余,故当地纬度为23°,广州符合情况。
详解:日晷晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余
赤道式日晷是日晷世界中最重要和最常见的,也是中国古代最经典和传统的天文观测仪器。晷面(盘)为赤道面,晷针上端指向北极星方向。
步骤一:
如上图,在A地我们安装一日晷
步骤二:
如上图A点所在纬线圈平行于赤道面,A右侧红色线段即为日晷盘(晷盘为赤道面)
步骤三:
直线L1过A点和地心
直线L2为A地所在纬线
直线L3是过A点作圆的切线即我们所看到的地面
直线L4为赤道
步骤四:
直线L1过A点和地心,故直线L1与直线L4(赤道(面))的夹角∠1为当地(A地)的纬度。
直线L1和直线L2的夹角为∠2
直线L2和直线L3的夹角左侧为∠3,右侧为∠4
结论:
结合所学知 因为L1⊥L3, 所以∠2+∠3=90°;又因为L2∥L4线,所以∠1=∠2。
最后由∠3=∠4得出∠1+∠4=90°即日晷盘与地面的夹角和当地的纬度互余
图文资料来自于个人公众号“地之理学堂”
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